軌道交通車(chē)輛動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)(三)

1、軌道交通車(chē)輛動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)軌道交通車(chē)輛動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)（二）（二）董英榮 2016.11.12 旅客旅客乘坐的舒適乘坐的舒適性評(píng)價(jià)性評(píng)價(jià)指標(biāo)指標(biāo)： 平穩(wěn)性指標(biāo)、平穩(wěn)性指標(biāo)、最大加速度、最大加速度、平均平均最大振動(dòng)加速度最大振動(dòng)加速度、在在曲線上舒適性、等舒適度曲線等指標(biāo)曲線上舒適性、等舒適度曲線等指標(biāo)車(chē)輛運(yùn)行品質(zhì)及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)一、一、 Sperling （斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)：（斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)： Sperling等人提出影響車(chē)輛平穩(wěn)性的兩個(gè)重要因素：（1）位移對(duì)時(shí)間的三次導(dǎo)數(shù)：加速度變化率（2）振動(dòng)時(shí)動(dòng)能的大?。篴z 在一定意義上代表力的變化率 ，F(xiàn)的增減變化引起沖動(dòng)的感覺(jué)。 30max2 fzz dc

2、ccEfzMzMzM202022212121cdMEfz2220z Fma0sinzzt3052030222zffzfz 1010353010305896. 07 . 22fFfafFfzfFzfW將反映沖動(dòng)沖動(dòng)和反映振動(dòng)動(dòng)能振動(dòng)動(dòng)能兩項(xiàng)的乘積作為衡量標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)定車(chē)輛運(yùn)行品質(zhì) 20202 fzza加速度幅值，cm/s-2 根據(jù)人體對(duì)振動(dòng)疲勞感受不同，由實(shí)驗(yàn)獲得的頻率修正函數(shù) Ff一、一、 Sperling （斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)：（斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)： Ff0.5-5.9 單增f2325. 0f5.9-20 單減2400/ f201垂向振動(dòng)0.5-5.4 單增20.8f5.4-26 單減 2650

3、/ f261橫向振動(dòng)一、一、 Sperling （斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)：（斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)： 上式只適用于一種頻率一個(gè)振幅的單一振動(dòng)。 但實(shí)際車(chē)輛在線路上運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)頻率和振幅都是隨時(shí)間變化的。因此在整理車(chē)輛平穩(wěn)性指數(shù)時(shí)，把實(shí)測(cè)的車(chē)輛振動(dòng)加速度記錄，通常按頻率分解，進(jìn)行頻譜分析，求出每段頻率范圍的振幅值，然后對(duì)每頻段計(jì)算各自的平穩(wěn)性指數(shù)，然后再求出全部頻段總的平穩(wěn)性指數(shù) ：1 . 010102101)(ntotWWWW一、一、 Sperling （斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)：（斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)： 我國(guó)主要采用Sperling的平穩(wěn)性指數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)車(chē)輛的平穩(wěn)性等級(jí)。 GB5599-85規(guī)定，客車(chē)用距離1、

4、2位心盤(pán)一側(cè)橫向偏離1m處地板面上橫向及垂向加速度，來(lái)統(tǒng)計(jì)計(jì)算客車(chē)垂直、橫向平穩(wěn)性指標(biāo)，最大加速度和平均加速度。一、一、 Sperling （斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)：（斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)：一、一、 Sperling （斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)：（斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)：地板面上布置測(cè)點(diǎn)前進(jìn)方向前轉(zhuǎn)向架中心后轉(zhuǎn)向架中心1mGB5599-85 客車(chē)測(cè)點(diǎn)客車(chē)測(cè)點(diǎn)一、一、 Sperling （斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)：（斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)： 平穩(wěn)性等級(jí)平穩(wěn)性等級(jí) 平穩(wěn)性指標(biāo)分橫向和垂向，平穩(wěn)性等級(jí)是一樣的。客車(chē) W2.5 優(yōu) W2.75 良好 W3.0 合格一、一、 Sperling （斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)：（斯佩林）平穩(wěn)

5、性指數(shù)：4060801001201401601802002202402.02.42.5平穩(wěn)性指標(biāo)運(yùn)行速度/(km/h) 橫向平穩(wěn)性指標(biāo) 垂向平穩(wěn)性指標(biāo)車(chē)輛平穩(wěn)性指標(biāo)和車(chē)速的關(guān)系分析分析某車(chē)輛測(cè)量參數(shù)如下表，試分析其運(yùn)行平穩(wěn)性。 W=1.88，車(chē)輛平穩(wěn)性較優(yōu)。振動(dòng)加速度振動(dòng)頻率垂向振動(dòng)34108222橫向振動(dòng)4366330Wi5.20 1.28 6.25 1.74 1.00 0.81 7.20 1.48 18.06 1.71 1.00 0.89 Ff二、二、 最大平均加速度最大平均加速度 當(dāng)車(chē)輛進(jìn)行動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)時(shí)，每次記錄的分析段時(shí)間為6s，在

6、每個(gè)分析段中選取一個(gè)最大加速度 ，平均最大加速度為 ： maamii1maxmaxmaxia 當(dāng)用平均最大加速度評(píng)定速度 140km/h的客車(chē)平穩(wěn)性等級(jí)時(shí)，采用下列公式：VmaxapCV 00027.0 當(dāng)用平均最大加速度評(píng)定速度 100km/h的貨車(chē)平穩(wěn)性等級(jí)時(shí)，采用下列公式：VmaxafCV 00135.0 垂向振動(dòng)： 橫向振動(dòng)： fCV 00215.0maxa單位：g 運(yùn)行平穩(wěn)性等級(jí)垂向振動(dòng)橫向振動(dòng)垂向振動(dòng)橫向振動(dòng)優(yōu)0.0250.0100.060.08良好0.0300.0180.110.13合格0.0350.0250.160.18pCfC分析：分析：某客車(chē)以140km/h勻速通過(guò)某路段，

7、一分鐘內(nèi)每6s取一次最大垂向加速度值為：0.3、0.8、0.2、0.6、0.9、0.6，分析其平穩(wěn)性。0.058（g）=0.038+? 0.025三、三、客車(chē)在曲線上舒適性及其指標(biāo)客車(chē)在曲線上舒適性及其指標(biāo) （一）未平衡的離心加速度及其標(biāo)準(zhǔn)：（一）未平衡的離心加速度及其標(biāo)準(zhǔn)：注意單位注意單位h外軌超高，mm；S兩鋼軌頂面中心距，1500mm；V車(chē)輛運(yùn)行速度，m/s；g重力加速度，9.81m/s-2;R曲線半徑，mhd欠超高，mm22dvghSVhhRSgR未平衡加速度 =- 欠超高三、三、客車(chē)在曲線上舒適性及其指標(biāo)客車(chē)在曲線上舒適性及其指標(biāo) （一）未平衡的離心加速度及其標(biāo)準(zhǔn)：（一）未平衡的離心加速度及其標(biāo)準(zhǔn)：分析：分析：某曲線段超高h(yuǎn)為20mm，車(chē)輛運(yùn)行速度20km/h，分別計(jì)算曲線半徑為1 50m、200m 的欠超高是多少？108mm、6mm22dvghSVhhRSgR未平衡加速度 =- 欠超高 我國(guó)鐵路用限制欠超高限制欠超高的形式來(lái)保證列車(chē)通過(guò)曲線時(shí)的安全性和旅客舒適。規(guī)定：（1）等級(jí)較高的線路上，客車(chē)欠超高小于70mm；（2）一般線路上，欠超高小于90mm；（3）既有線上提速，某些線路的欠超高小于110mm。 （二）曲線限速及提速措施：（二）曲線限速及提速措施：22m/s9.813.6km/h1500ddhdhhgRSVhhVgRShh